SBS改性沥青生产工艺

SBS改性沥青生产工艺

摘要：SBS改性沥青生产设备是我公司根据改性沥青性能结合实际制作安装经验研发的新型SBS改性沥青生产设备：该SBS改性沥青生产设备采用先进的研磨剪切机，一次过磨即可将改性剂剪切至1um左右的细度，粉碎效率高；设备自动精确配比，自动化程度高；可生产多种改性沥青。

SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过搅拌、剪切、研磨等方法使SBS均匀地分散于沥青中，形成SBS与基质沥青的共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理；它通过把聚合物掺入到基质沥青中而改善其使用性能。改性沥青能显著延长路面寿命、提高路面的抗疲劳能力；有较好的抗车辙能力；有很好的耐高温、抗低温能力；能明显改善路面遇水后的抗拉能力；粘结能力强，提高了路面的抗滑能力；增强了路面的承载能力等。

高性能SBS改性沥青的生产是一个较为复杂的过程，生产过程中涉及到基质沥青、改性剂SBS、相容剂、稳定剂、生产设备及工艺等诸多因素，存在着发育时间长、生产成本高、产品质量不稳定等诸多问题。其产品质量除了受生产配方、基质沥青原料影响外，生产工艺与工艺条件对产品质量也有着极为重要的影响。

一、SBS改性沥青相溶性机理

SBS改性沥青是由高分子聚合物改性剂作为分散相，用物理共混和化学交联的方法以一定的粒径均匀地分散到粒径连续相重新构成的体系。物理共混过程是指通过搅拌、剪切等物理方法将SBS改性剂均匀分散于沥青中，SBS与沥青没有明显的化学反应，只是物理意义上的共存共融。SBS与沥青的物理共混过程可以，将SBS投入沥青中，由于强剪切场的剪切作用，SBS被打碎成小块，并由于对流作用，SBS小块被均匀地分散到沥青中；若SBS小块没有在沥青中进行充分扩散，那么从微观来看，SBS和沥青仍没有充分混合，仍是两种物质的微粒各自聚集在一起，这相当于A~c阶段；沥青中的软组分继续向SBS扩散，SBS被逐渐溶胀，边缘模糊起来，随扩散过程的进行，直到两种物质达到暂时性的稳定混合。

化学交联过程是指通过加人稳定剂方式，使SBS与沥青之间发生交联、接枝等化学反应，形成网络化整体结构。因此，经过物理共混过程和化学交联过程的SBS改性沥青能从根本上解决热储存稳定性问题，大幅度提高SBS改性沥青的性能。

若聚合物之间存在部分的吸附，极易发生两相之间的离析。相溶性好是指作为分散相的聚合物以一定的径粒，均匀分布在沥青相中，改性效果显著。所以，SBS改性沥青的生产问题就是沥青与SBS的相溶性问题。如果两者的相融性不好，则沥青会发生离析，使改性沥青的技术指标受到很大的影响。

二、生产SBS改性沥青的原料

生产SBS改性沥青的原料包括基质沥青、SBS改性剂和稳定剂等。

1、基质沥青的选择

SBS改性沥青是在基质沥青中掺加少量的热塑性橡胶，通过一定的工艺加工而成，改性沥青的性质与基质沥青密切相关。因此要生产符合规范要求的改性沥青，选择基质沥青是关键。

（1）基质沥青与改性剂SBS的相配性

石油沥青的组成和性质差异，归根到底是由原油的组成和性质差异。研究表明，沥青是复杂的混合物，在环境温度时呈现弹性型。优质沥青由于其含有适宜的饱和烃、芳香烃、胶

质、沥青质组成比例，掺入改性剂时由于足够的软相沥青质、芳香族溶解，形成沥青/体系均匀结构的混合物。但是沥青的三大指标并不能完全反映沥青功能的组分性质。因此我们在生产中采用试验用高速剪切机，对基质沥青取样改性，考察不同改性剂品种，最终选定合适的配方及工艺。

（2）选用合适的基质沥青标号

SBS改性沥青的等级是按25℃针入度来区分的。一般来说，基质沥青用通常工艺手段改性后其针入度要下降20-25。如70号重交沥青改性后针入度一般在45-50左右，只能符合I-D级要求。所以，加工I-D级一般选用70号沥青，I-C级一般选用90号沥青，I- B级一般选用110号沥青。

（3）基质沥青要符合重交沥青的技术标准要求

目前的路用沥青有普通道路沥青和重交通沥青。通过两者的性能对比发现，重交沥青强调了15℃延度及含蜡量的要求。SBS 改性沥青的突出优点就是低温延伸性能的大幅度提高，因而对基质沥青的低温延度也有较高要求。同时，基质沥青中含蜡量的高低，与改性沥青的感温性能相溶性也有直接关系。即含蜡量高时基质沥青与SBS的相溶性差，改性效果不理想，其感温性能指标PI值也越小。因此在《公路改性沥青路面施工技术规范》 (JTJ036-98)中明确规定了加工改性沥青的基质沥青必须符合重交沥青的要求。

2、 SBS改性剂

SBS改性剂兼有橡胶和塑料两种性能，常温下具有橡胶的弹性，高温下能象热塑料般熔融流动成为可塑性材料，因而称热塑弹性体。SBS改性剂在改性沥青生产中的应用效果最理想，其主要特点是:

（1）改变了沥青流变学性质，粘弹性和延性提高，路面的抗冲击能力、抗开裂能力、耐磨耗能力都大大增加，可延长沥青路面的使用寿命；

（2）增大了沥青的粘附性和粘韧度，提高了沥青与沙石料的结合力，改善了沥青混合料的强度和防水能力，增强了沥青路面的耐久性；

（3）降低了沥青的温度敏感性，使沥青的针入度和软化点下降、弹塑范围扩大，耐流动变形性能力得到改善，使沥青路面平坦性能和抗车辙性能得到提高，使行车速度提高，路面维护减少。

根据苯乙烯和丁二烯所含比例的不同和分子结构的差异， SBS改性剂分为线型结构和星型结构两种。实验表明，星型SBS 改性剂效果最好。但在加工性能方面，线型的要比星型的加工容易得多。在生产过程中应根据基质沥青、加工工艺选择合适的SBS改性剂。

3、稳定剂的选用及添加

SBS改性沥青生产方式有现场加工和成品生产两种工艺。现场加工一般是改性沥青设备与拌和楼配合使用，生产出的改性沥青在储存罐中稍作保温存放即输入拌和楼。这种工艺不需要加入稳定剂，只要保温搅拌即可。而成品生产改性沥青的存储、运输，放置时间长，由于沥青中含有较多的极性化合物，而SBS改性剂是属于非极性化合物，粘度大，易集中在上部，因此沥青则容易沉在下部，即产生离析现象。这种不稳定性对生产成品SBS改性沥青的存储是不利的，尤其在长途运输时更不容易解决。加入稳定剂可以降低沥青相与SBS相之间的界面能，SBS相的分散，强化了两相间的粘和。同样，稳定剂的选用也需要根据沥青型号来选择;在生产前必须进行实验，选用合适的稳定剂。

SBS、稳定剂加料方式、时间点很重要，决定了沥青、SBS、稳定剂三者间的反应速率，影响着半成品粘度与搅拌发育效果，对SBS改性沥青产品性能有着极为重要的影响。加料方式主要有两种：一是SBS、稳定剂同时匀速加入、研磨剪切、搅拌发育，二是SBS先加入、研磨剪切，待溶胀充分后再加人稳定剂、搅拌发育。两种加料方法各有利弊，根据具体生产工艺加以调整。